به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
سایت پرسش و پاسخ ریاضی

محفل ریاضی ایرانیان یک سایت پرسش و پاسخ برای تمامی کسانی است که ریاضی می خوانند. دانش آموزان، دانشجویان و اساتید ریاضی اینجا هستند. به ما ملحق شوید:

عضویت

هر سوال ریاضی که دارید می توانید بپرسید

سوال بپرسید

می توانید به سوالات پاسخ دهید

سوالات

امتیاز بگیرید و به دیگران امتیاز دهید

بدون پاسخ

Visanil
+5 امتیاز
651 بازدید
در دبیرستان و دانشگاه توسط arvin (265 امتیاز)
ویرایش شده توسط fardina

حل كلي معادلات به صورت زير رو ميخواستم..!!

[x]+[ax]+[bx]+[cx]=k

a,b,c,k \in Z

2 پاسخ

+6 امتیاز
توسط saderi7 (7,860 امتیاز)
ویرایش شده توسط saderi7

براي حل معادلات به صورت زير[x]+[ax]+[bx]+[cx]=k

داريم x=n+p, 0 \leq p < 1 \Rightarrow [p]=0

ax=an+ap,0 \leq ap < a \Rightarrow [ap]=0, \pm 1, \pm 2,...,(a-1),a

bx=bn+bp,0 \leq bp < b \Rightarrow [bp]=0, \pm 1, \pm 2,...,(b-1),b

cx=cn+cp,0 \leq cp < c \Rightarrow [cp]=0, \pm 1, \pm 2,...,(c-1),c

حال جايگذاري ميكنيم

[x]+[ax]+[bx]+[cx]=k \Rightarrow\ [n+p]+[an+ap]+[bn+bp]+[cn+cp]=k

\Rightarrow (n+[p])+(an+[ap])+(bn+[bp])+(cn+[cp])=k

\Rightarrow (n+an+bn+cn)+([p]+[ap]+[bp]+[cp])=k

\Rightarrow n(1+a+b+c)+([p]+[ap]+[bp]+[cp])=k

\Rightarrow n(1+a+b+c)=k-([p]+[ap]+[bp]+[cp])

n= \frac{k-([p]+[ap]+[bp]+[cp])}{1+a+b+c},([p]=0)

n= \frac{k-([ap]+[bp]+[cp])}{1+a+b+c}

[ap]=0, \pm 1, \pm 2,...,(a-1),a

[bp]=0, \pm 1, \pm 2,...,(b-1),b

[cp]=0, \pm 1, \pm 2,...,(c-1),c

\begin{cases}min([ap]+[bp]+[cp]) =(0)+(0)+(0)=0& \max([ap]+[bp]+[cp]) =(a-1)+(b-1)+(c-1)=(a+b+c-3)& \end{cases}

بنابراين اعدادي صحيحي كه در فاصله ي[0,a+b+c-3] از kكم شوند ومضرب صحيحي از(a+b+c+1)باشند جواب مساله است به عبارت ديگر:

باتوجه به اينكه n \in Zمي باشد بنابراين(1+a+b+c) \mid k-([ap]+[bp]+[cp])


حال مثال زير را حل ميكنيم[x]+[2x]+[4x]=15

a=2,b=4,k=15

n= \frac{k-([2p]+[4p])}{a+b+1} \Rightarrow n= \frac{15-([2p]+[4p])}{7}

min([4p]+[2p])=0

max([2p]+[4p])=(2-1)+(4-1)=4

حال بايد اعداد صحيحي كه در بازه ي [0,4]قرار دارندرو پيدا كنيم طوري كه از 15كم شوند ومضرب صحيحي از7باشند كه در نتيجه فقط(1)ميتواند باشد.

بنابراين داريم[2p]+[4p]=1 \in [0,4] \Rightarrow n= \frac{15-1}{7} =2

حال ما (n=2) بدست آورديم وكافي است كه محدوده يp را هم بدست بيا وريم تا محدوده ي xمشخص شود. ;كه براي اين كار داريم

[2p]+[4p]=1

در اين صورت دو حالت پيش مي آيد.

حالت اول:[2p]=0 \rightarrow 0 \leq 2p < 1 \Rightarrow 0 \leq p < \frac{1}{2}

[4p]=1 \rightarrow 1 \leq 4p < 2 \Rightarrow \frac{1}{4} \leq p < \frac{1}{2}

p \in [0, \frac{1}{2} ) \cap [ \frac{1}{4} , \frac{1}{2} )=[ \frac{1}{4} , \frac{1}{2} )

\frac{1}{4} \leq p < \frac{1}{2} \Rightarrow n+ \frac{1}{4} \leq n+p < n+ \frac{1}{2}

n+p=x,(n=2) \Rightarrow 2+ \frac{1}{4} \leq x < 2+ \frac{1}{2}

\frac{9}{4} \leq x < \frac{5}{2}

حالت دوم:[2p]=1 \rightarrow 1 \leq 2p < 2 \Rightarrow \frac{1}{2} \leq p< 1

[4p]=0 \rightarrow 0 \leq 4p < 1 \Rightarrow 0 \leq p \leq \frac{1}{4}

p \in [ \frac{1}{2} , 1 ) \cap [ 0 , \frac{1}{4} )= \oslash

بنابراين چون اشتراكي بين حالت دوم نيست جواب معادله برابر است با حالت اول يعني \frac{9}{4} \leq x < \frac{5}{2}

توسط fardina (17,412 امتیاز)
+2
شاید منظورتون درست باشه ولی از نظر ریاضی چیزی که نوشتین: 0\leq ap< a یعنی 0< a درسته؟ یعنی a رو مثبت فرض کردید. پس دومی هم منظورتون درسته ولی ریاضیش نه.
حالا مجموعه جواب x در آخر چطوری به دست میاد؟
توسط saderi7 (7,860 امتیاز)
+2
@fardina
مثال با حل رو اضافه كردم به پاسخ ميتونيد ببينيد!!
توسط fardina (17,412 امتیاز)
+3
پس شانس آوردیم که فقط یک جواب برای n به دست اومد. فرض کنید که هم 1 و هم 2 قابل قبول بودن. در اینصورت باید دو معادله دیگرو باز حل میکردیم. اینجا تازه شانس اوردیم که عدد 1 قابل قبول بود و حالت های کمتری به وجود اومد!
به هرحال از نظر من هر دو تاروش که گفتیم دقیقا یکی هستن. و واقعا راه کوتاهتری وجود نداره. یا حداقل من راه حل کوتاهتری در حال حاضر بلد نیستم.
ولی کلا اینجور سوالات که حالت کلیشونو میپرسید به نظر من بهتره که ایده حلشو یادبگیرید تا اینکه بخواید فرمولی چیزی حتما براش پیدا کنید.
توسط saderi7 (7,860 امتیاز)
+3
من هم با نظر (fardina) موافق هستم..
اگر معادله اي به ما بدهند كه مثلابراي n,2جواب داشته باشيم .بايد براي بدست آوردن محدوده ي pچند ين نامعادله حل كنيم واشتراك بگيريم...
توسط arvin (265 امتیاز)
+2
@fardina
@saderi7
ممنون از پاسخ ومثال ها..
+3 امتیاز
توسط fardina (17,412 امتیاز)

به نظر من جواب این سوال بسیار طولانی و خسته کننده س و هیچ فایده ای هم نداره! و در عین حال بسیار ساده است.با یک مثال ایده حل این چنین مسایلی رو توضیح میدم. فرض کنید بخواهیم معادله [x]+[2x]+[5x]=3 را حل کنیم.

اگر k\leq x < k+1 در این صورت باید چند حالت در نظر بگیریم:

حالت اول: k\leq x< k+\frac 15 در اینصورت [x]=k و \begin{cases}2k\leq 2x< 2k+\frac 25\Rightarrow [2x]=2k\\ 5k\leq 5x< 5k+1\Rightarrow [5x]5k\end{cases}

اگر انها را در معادله اصلی جاگذاری کنیم داریم: [x]+[2x]+[5x]=k+2k+5k=3 بنابراین k=\frac{3}{8} اما چون باید k صحیح باشد پس در اینجا جواب نداریم.


حالت دوم: k+\frac 15\leq x< k+\frac 12 در این صورت [x]=k و \begin{cases}2k+\frac 25\leq 2x< 2k+1\Rightarrow [2x]=2k\\ 5k+1\leq 5x< 5k+\frac 52&(*)\end{cases} اما برای (*) دو حالت وجود دارد:

حالت 1: اگر 5k+1\leq 5x< 5k+2 آنگاه [5x]=5k+1 و با جاگذاری در معادله اصلی داریم: [x]+[2x]+[5x]=k+2k+5k+1=3 در اینصورت k=\frac 28 و بنابراین در اینجا هم جواب نداریم.

حالت 2: اگر 5k+2\leq 5x< 5k+\frac 52 در اینصورت [5x]=5k+2 و با جاگذاری در معادله اصلی داریم [x]+[2x]+[5x]=k+2k+5k+2=3 در اینصورت k=\frac 18 بنابراین در اینجا هم جواب نداریم.


حالت سوم: اگر k+\frac 12\leq x< k+1 در این صورت [x]=k و \begin{cases}2k+1\leq 2x< 2k+2\Rightarrow [2x]=2k+1\\ 5k+\frac 52\leq 5x< 5k+5\end{cases}

اما معادله اخیر خود دارای چند حالت است:

حالت 1: اگر 5k+\frac 52\leq 5x< 5k+3در این صورت [5x]=5k+2 و با جاگذاری در معادله اصلی [x]+[2x]+[5x]=k+2k+1+5k+2=3 لذا k=0 بنابراین \frac 12\leq x< \frac 35 در این حالت جواب می باشد.

حالت 2: اگر 5k+3\leq 5x< 5k+4 در این صورت [5x]=5k+3 و با جاگذاری در معادله اصلی [x]+[2x]+[5x]=k+2k+1+5k+3=3 لذا k=-\frac 18 بنابراین در این حالت جواب نداریم.

حالت 3: اگر 5k+4\leq 5x< 5k+5 در این صورت [5x]=5k+4 و با جاگذاری داریم [x]+[2x]+[5x]=k+2k+1+5k+4=3 و از اینجا هم به دست می آوریم k=-\frac 28پس اینجا هم جواب نداریم.

بنابراین جواب برابر است با [\frac 12,\frac 35)

...